Echipamente de măsurare a distanței

Există o presupusă încălcare a drepturilor de autor în textul următor cu privire la subiectul aviației . Motiv : dacă copiaviolul a confirmat (dar este aproape sigur, chiar dacă nu găsesc niciunul), restaurați acest buton Nu este recomandat să wikificați sau să extindeți textul curent, care ar putea fi șters. În schimb, puteți reformula textul în propriile cuvinte sau vă puteți alătura discuției . Urmați sfaturile de proiectare de referință . Anunțați autorul : {{Avvisocontrolcopy|voce=Distance Measuring Equipment}}--~~~~

Stația DME din Vicenza

DME sau echipamentul de măsurare a distanței asigură o citire constantă în mile marine a distanței oblică numită Slant Range, (și nu o distanță orizontală) a aeronavei până la stația de sol DME. Cu cât este mai mare diferența dintre distanța oblică și orizontală, cu atât avionul se apropie de stația de la sol. Când aeronava zboară peste stația de sol DME, distanța orizontală dintre cele două este efectiv zero, dar instrumentul, continuând să măsoare Slant Range, va indica altitudinea aeronavei în mile marine (NM).

Istoria DME

A fost inventat în Australia de Edward George „Taffy” Bowen, când lucra ca șef al diviziei de radio-fizică a Organizației de cercetare științifică și industrială a Commonwealth-ului (CSIRO). O altă versiune a sistemului, care funcționează în banda de 200 MHz în banda VHF, a fost proiectată în 1950 de Amalgamated Wireless Australasia Limited, o companie care se ocupă și astăzi de electronică și telecomunicații. Această versiune australiană a sistemului a fost numită și definită de Departamentul Federal al Aviației Civile ca DME (D) (sau DME Domestic). Mai târziu, versiunea internațională a sistemului a fost adoptată de ICAO și definită ca DME (I). Principiul de funcționare al DME este similar cu cel al radarului de supraveghere secundar, dar diferă de acesta prin faptul că aeronava este cea care trimite semnalul și interogează stația de la sol. Ideea sistemului de recunoaștere și identificare a datelor de la distanță a unui obiect derivă din proiectul IFF de identificare prieten sau dușman (IFF), dezvoltat în domeniul militar în timpul celui de-al doilea război mondial și îmbunătățit ulterior.

Principiul de funcționare

DME funcționează în banda radio UHF (Ultra High Frequency) într-un interval de frecvență cuprins între 962 și 1213 MHz. Aeronava transmite un fascicul de perechi de impulsuri către stația de la sol. Cele două impulsuri din fiecare pereche sunt separate de 12 microsecunde. După un interval mic, egal cu 50 de microsecunde, stația de la sol le transmite înapoi la aeronavă. Intervalul de timp dintre trimiterea și primirea impulsurilor este astfel convertit în spațiu, pentru a obține citirea distanței oblică. Echipamentul de la bord al aeronavei este cel care inițiază schimbul de informații și este cunoscut sub numele de transmițător, în timp ce stația de la sol este cunoscută sub numele de receptor, deoarece reproduce schimbul de impulsuri.

Probleme de sistem și rezoluție

Ideea de operare este simplă, dar există două probleme principale:

• Echipamentul aeronavei trebuie să poată face distincția între fasciculul său de retur și cel al altor aeronave.
• Aparatul aeronavei trebuie să distingă impulsurile de retur ale stației DME de cele reflectate de la sol.

Pentru a rezolva prima problemă, fasciculele de impulsuri au fost făcute unice pentru fiecare aeronavă, variind caracteristicile semnalului, astfel încât intervalul de timp dintre două perechi de impulsuri este unic. Acest sistem este în electronică numit "Jitter".

Pentru a evita reflectarea undelor radio cauzate de sol, stația de la sol transmite semnalul primit, separându-l cu 63 MHz de cel transmis de aeronavă. Aceste perechi de frecvență se numesc canale și există 252 utilizabile. Canalele sunt împărțite în 126 canale X și 126 canale Y pentru transmiterea semnalului. Distanța este de 1 MHz pentru toate canalele, cu o bandă radio de 100 kHz. Diferența dintre canalele X și Y se referă la distanța dintre impulsurile individuale din perechea trimisă de la avion la receptorul de la sol. Impulsurile individuale din canalele X au o distanță de 12 microsecunde între ele, în timp ce în canalele Y există o distanță de 30 microsecunde.

Transmiterea semnalului și saturația

Aparatul de la bord, pentru a interoga stația de la sol, trimite inițial 150 de impulsuri pe secundă. La 15.000 de perechi de impulsuri, semnalul este redus la 60 de impulsuri pe secundă, până când semnalul este blocat și fluxul de impulsuri este redus la 24 în fiecare secundă. Sistemul aeronavei începe treptat să amplifice semnalul din ce în ce mai departe, până când acoperă o rază maximă de 300 nm. În acest punct limită, întârzierea semnalului este de 3,75 milisecunde. Transmițătorul trimite apoi un semnal în intervale de timp foarte precise, numite „porți”. Stația de la sol are o capacitate limitată de până la 2700 de impulsuri pe secundă. Aceasta înseamnă că doar 18 emițătoare în zbor pot căuta semnalul stației în același timp sau doar 112 aeronave care l-au blocat deja îl pot folosi împreună. În practică, doar aproximativ 100 de aeronave pot folosi DME la un moment dat. Este important să ne amintim că stația de la sol nu va răspunde la planul cel mai apropiat de ea, ci la cel mai puternic semnal trimis.

Grad de acuratețe

ICAO necesită o precizie de mile mile marine în măsurare și nu mai mult de 1,25% toleranță în calculul distanței totale a înclinării. După cum sa menționat mai devreme, calculul distanței orizontale este mai precis atunci când aeronava se află la o anumită distanță de stație decât atunci când este aproape de a zbura peste ea.

DME și TACAN

Sistemul DME a fost păstrat compatibil cu aparatul de măsurare a distanței „TACAN” (TACtical Air Navigation), astfel încât aeronavele civile să poată utiliza atât funcțiile DME, cât și TACAN pentru a măsura distanța. TACAN este un sistem compus din balize radio militare care operează în banda UHF, pentru a asigura orientarea și distanța aeronavelor militare. Banda UHF a TACAN este perfect compatibilă cu aparatul DME; din acest motiv, aeronavele militare și civile pot utiliza ambele sisteme pentru a obține informații despre distanța lor față de gară.

DME și VOR

DME-urile pot fi asociate cu dispozitivele VOR (Very High Frequency Omnidirectional Range). Pentru a fi considerate asociate, balizele trebuie să aibă același semnal de identificare și să fie la cel mult 600 m (2000 ft) sau 30 de metri (100 ft) una de cealaltă atunci când sunt utilizate ca vectori de apropiere. Un VOR asociat cu un DME se numește dispozitiv VOR / DME, în timp ce un VOR asociat cu un TACAN se numește VOR / TAC. Stațiile asociate transmit codul Morse format din trei litere, pentru a fi identificate de pilot prin echipamentul radio de la bord. Un dispozitiv DME neasociat asociat lângă un VOR poate avea cele două litere de identificare la fel ca cele ale VOR, dar ultima literă este diferită (de obicei litera Z). Deși nu sunt asociate, unele balize pot avea aceeași frecvență dacă sunt considerate utile.

Echipament la bord

O parte a panoului radio integrat este dedicată reglării radiofarurilor. Aici puteți seta frecvența DME și identifica semnalul stației. Frecvențele sunt raportate în publicațiile aeronautice oficiale precum AIP și în hărțile aeronautice.

Citirea la distanță este furnizată pilotului în NM în format digital pe un cititor special sau / și integrată în EFIS (Electronic Flight Instrument System) cu celelalte date de zbor. Când un pilot se îndreaptă direct către o stație VOR / DME sau se îndepărtează de ea urmând o radială, instrumentul de la bord poate oferi și viteza la sol a aeronavei, numită Ground Speed ​​(GS). Dacă mergeți la gară, se calculează și ora estimată a sosirii pe VOR / DME.

Calculul distanței orizontale

Premisă:

Cu cât avionul se apropie de gară, cu atât diferența dintre distanța oblică (Slant Range) și distanța orizontală (Plan Range) crește. Când aeronava este depărtată de stație și distanța orizontală depășește altitudinea aeronavei, diferența dintre cele două este minimă.

Exemplu și demonstrație 1:

Altitudinea aeronavei 30.000 ft Distanță oblică măsurată cu DME 12 nm

Distanta orizontala?

Convertiți 30.000 ft în mile marine

30.000: 6080 = 4.934 nm

Utilizați teorema lui Pitagora: într-un triunghi dreptunghiular pătratul construit pe ipotenuză este egal cu suma pătratelor construite pe picioare. În acest caz, hipotenuza este reprezentată de 12 nm de distanță oblică și de un catet de la 4.934 nm de dimensiune:

12² = 4.934² + distanță orizontală²

Obținem cateterul lipsă scăzându-l din hipotenuză:

12² - 4.934² =

144 - 24,344 =

119.656 =

√119.656 = 10.93 nm distanță orizontală

În exemplul dat există mai mult de 1 milă diferență între distanța oblică și orizontală. Acum, să vedem cum diferența scade, pe măsură ce distanța de la stație crește, până când depășește altitudinea aeronavei:

Exemplu și demonstrație 2

Altitudinea aeronavei 30.000 ft Distanță oblică măsurată cu DME 40 nm

Distanță orizontală?

Convertiți 30.000 ft în mile marine

30.000: 6080 = 4.934 nm

Utilizați teorema lui Pitagora: În acest caz, hipotenuza este reprezentată de 40 nm distanța oblică și un catet de la 4.934 nm înălțime:

40² = 4.934² + distanță orizontală²

Obținem cateterul lipsă scăzându-l din hipotenuză:

40² - 4.934² =

1600 - 24.344 =

1575.656 =

√1575.656 = 39,69 nm distanță orizontală

În acest al doilea exemplu, diferența dintre distanța oblică și orizontală este de numai 0,31 nm.

Corzi DME și Fix

Un DME poate fi utilizat pentru a menține un interval constant de la un far. Aeronava pornește la o distanță regulată de stație, trasând astfel un arc în jurul ei numit „DME Arch”, care poate fi o parte integrantă a unei proceduri de apropiere a instrumentului.

Identificarea unui punct, prin mijloace radio, se numește corecție. Două DME pot fi, de asemenea, utilizate pentru a identifica poziția aeronavei (Fix DME / DME). Se calculează raza în NM provenind de la fiecare stație și astfel se obțin două cercuri care se vor întâlni în două puncte. Unul dintre cele două puncte identifică poziția aeronavei și, în general, distanța mare dintre cele două intersecții face ușoară identificarea punctului corect. Identificarea poziției aeronavei se poate face și prin încrucișarea datelor de detectare a unui VOR cu distanța obținută de la un DME (Fix VOR / DME) și prin detectarea a două VOR (Fix VOR / VOR).

DME și ILS

DME este, de asemenea, utilizat pentru a determina distanța dintre aeronavă și startul capului de pistă în procedurile de abordare de precizie ILS (Instrument Landing System). Adesea stația este situată în mijlocul pistei, astfel încât 0 nm poate fi citit în cele două capete opuse. Când baliza nu poate fi plasată în mijloc, 0 nm poate fi citit doar pe un cap. Valoarea de citire DME a pragului pistei va fi afișată pe harta de abordare a instrumentului pentru pista opusă (de exemplu: Atenție DME citește 0,1 nm la prag).

DME / P

Precision DME / P funcționează în banda de frecvență normală a DME-urilor obișnuite, dar este în mod obișnuit asociat cu dispozitivele de abordare de precizie MLS (Microwave Landing System). Pasul perechii de impulsuri DME / P este mai ascuțit decât un DME normal, asigurând astfel o măsurare mai precisă a distanței. DME / P asociat cu un MLS are o precizie a semnalului de 30 de metri.

linkuri externe

• Sisteme de radionavigație ( PDF ), la navcen.uscg.gov .
• Note operaționale CAA privind echipamentele de măsurare a distanței , la casa.gov.au. Adus la 21 aprilie 2015 (arhivat din original la 20 aprilie 2015) .
• ( EN ) Operațiuni DME , pe liga tehnicilor extraordinari.wikispaces.com . Adus la 21 aprilie 2015 (arhivat din original la 18 octombrie 2017) .
• ( EN ) DME Avionics , pe avweb.com .
• ( EN )DME Simulator , pe luizmonteiro.com .
• ( EN ) OACI , pe icao.int .